1、第二章、機械波一、波的疊加一、波的疊加 點擊下圖觀看動畫演示點擊下圖觀看動畫演示由此可知：由此可知： 兩列波相遇后，彼此穿兩列波相遇后，彼此穿過，繼續傳播，波的形過，繼續傳播，波的形狀和傳播的情形都跟相狀和傳播的情形都跟相遇前一樣，也就是說，遇前一樣，也就是說，相遇后，它們都保持各相遇后，它們都保持各自的運動狀態，彼此都自的運動狀態，彼此都沒有受到影響沒有受到影響 波疊加原理：波疊加原理： 幾列波在同一介質中傳播，在介質中某一點幾列波在同一介質中傳播，在介質中某一點（或某一區域）相遇時，每一列波都能夠保（或某一區域）相遇時，每一列波都能夠保持各自的狀態繼續沿著原來的方向向前傳播，持各自的狀態繼

2、續沿著原來的方向向前傳播，彼此之間互不影響，好像沒有遇到另一列波彼此之間互不影響，好像沒有遇到另一列波一樣，在它們重疊的區域里，介質的質點同一樣，在它們重疊的區域里，介質的質點同時參與這幾列波所產生的振動，每一質點仍時參與這幾列波所產生的振動，每一質點仍然是在各自的平衡位置附近做振動質點振然是在各自的平衡位置附近做振動質點振動的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位動的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和移的矢量和二、波的干涉二、波的干涉 點擊下圖看水波的干涉點擊下圖看水波的干涉由此可知：由此可知： 這兩列波相遇后，在振動著的水面上，出現了這兩列波相遇后，在振動著的水面上，出現了一條條從兩

3、個波源中間伸展出來的相對平靜的一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區域和激烈振動的區域，這兩種區域在水面上區域和激烈振動的區域，這兩種區域在水面上的位置是固定的，而且相互隔開的位置是固定的，而且相互隔開1、波的干涉、波的干涉 波的干涉：頻率相同波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區的兩列波疊加，使某些區域的振動域的振動加強加強，某些區域的振動，某些區域的振動減弱減弱，而且振，而且振動加強和振動減弱的區域動加強和振動減弱的區域相互隔開相互隔開的現象叫做的現象叫做波的干涉波的干涉 干涉圖樣干涉圖樣：由波的干涉所形成的圖樣叫做：由波的干涉所形成的圖樣叫做干涉干涉圖樣圖樣（如上頁圖）（如上頁圖）

4、2、干涉的解釋、干涉的解釋如果在某一時刻，在水面上的某一點是兩列如果在某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波峰相遇，經過半個周期，就變波的波峰和波峰相遇，經過半個周期，就變成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波成波谷和波谷相遇波峰和波峰、波谷和波谷相遇時，質點的位移最大，等于兩列波的谷相遇時，質點的位移最大，等于兩列波的振幅之和；因此在這一點，始終是兩列波干振幅之和；因此在這一點，始終是兩列波干涉的加強點，質點的振動最激烈涉的加強點，質點的振動最激烈. . 如果在某一時刻，在水面上的某一點是兩列波如果在某一時刻，在水面上的某一點是兩列波的波峰和波谷相遇，經過半個周期，就變成波的波峰和波谷相

5、遇，經過半個周期，就變成波谷和波峰相遇，在這一點，兩列波引起的振動谷和波峰相遇，在這一點，兩列波引起的振動始終是減弱的，質點振動的振幅等于兩列波的始終是減弱的，質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質點振動振幅之差，如果兩列波的振幅相同，質點振動的振幅就等于零，水面保持平靜的振幅就等于零，水面保持平靜 把相應的振動最激烈的質點連起來，為振動加強把相應的振動最激烈的質點連起來，為振動加強區；相應的振動最不激烈或靜止的質點連起來，區；相應的振動最不激烈或靜止的質點連起來，為振動減弱區振動加強區和振動減弱區是相互為振動減弱區振動加強區和振動減弱區是相互隔開的隔開的 （1）振動加強

6、的）振動加強的區域振動始終加強，區域振動始終加強，振動減弱的區域振振動減弱的區域振動始終減弱動始終減弱（2）振動加強）振動加強（減弱）的區域是（減弱）的區域是指質點的振幅大指質點的振幅大（?。?，而不是指（?。?，而不是指振動的位移大振動的位移大（?。?，因為位移（?。驗槲灰剖窃跁r刻變化的是在時刻變化的注意：注意：3、產生干涉的條件、產生干涉的條件 兩列波相遇疊加不一定能得到穩定的干涉圖兩列波相遇疊加不一定能得到穩定的干涉圖樣而要產生穩定的干涉現象形成穩定的干樣而要產生穩定的干涉現象形成穩定的干涉圖樣，則需要滿足一定的條件涉圖樣，則需要滿足一定的條件 產生干涉的條件：產生干涉的條件：兩列波的兩列

7、波的頻率頻率必須相同必須相同 4 4、一切波（只要滿足條件）都能發生干涉現象，、一切波（只要滿足條件）都能發生干涉現象， 干涉和衍射一樣都是波特有的現象干涉和衍射一樣都是波特有的現象 點擊下圖觀看動畫點擊下圖觀看動畫三、波的衍射三、波的衍射現象：水波繞過小孔繼續傳播現象：水波繞過小孔繼續傳播 波可以繞過障礙物繼續波可以繞過障礙物繼續傳播的現象叫做波的衍射傳播的現象叫做波的衍射一切波都能發生衍射一切波都能發生衍射衍射是波特有的現象衍射是波特有的現象三、波的衍射：三、波的衍射：四、發生明顯衍射現象的條件四、發生明顯衍射現象的條件 點擊下圖觀看實驗點擊下圖觀看實驗結論：結論： 窄縫寬度跟波長相差不多

8、時，有明窄縫寬度跟波長相差不多時，有明顯的衍射現象；顯的衍射現象； 窄縫寬度比波長大得越多，衍射現窄縫寬度比波長大得越多，衍射現象越不明顯；象越不明顯； 窄縫寬度跟波長相比非常大時，水窄縫寬度跟波長相比非常大時，水波將直線傳播，觀察不到衍射現波將直線傳播，觀察不到衍射現象象水波的衍射水波的衍射 只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象現象 注意：注意：一切波都能發生衍射，一切波都能發生衍射，而要發生明顯的衍而要發生明顯的衍射現象須滿足上述條件，當不滿足上述條件時，

9、射現象須滿足上述條件，當不滿足上述條件時，衍射現象仍存在，只不過是衍射現象不明顯，不衍射現象仍存在，只不過是衍射現象不明顯，不易被我們觀察到易被我們觀察到 發生明顯衍射現象的發生明顯衍射現象的條件條件： 例題：例題：如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置，如圖是觀察水面波衍射的實驗裝置，ACAC和和BDBD是兩塊擋板，是兩塊擋板，ABAB是一個孔，是一個孔，O O為波源，圖中為波源，圖中已畫出波源所在區域波的傳播情況，每兩條相已畫出波源所在區域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個波長，鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個波長，則波經過孔之后的傳播情況，下述描述正確的則波經過孔之后的傳

10、播情況，下述描述正確的是（是（ ） A A、此時能明顯觀察到波的衍射現象、此時能明顯觀察到波的衍射現象B B、擋板前波紋間距離相等、擋板前波紋間距離相等C C、如果將孔、如果將孔ABAB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現象現象 D D、如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明、如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察衍射現象顯地觀察衍射現象 解析：解析：由圖可看出孔由圖可看出孔ABAB與波長相比小于與波長相比小于 一個波長，則一個波長，則A A對對. . 介質及波源不變則不變，介質及波源不變則不變，B B對對 將孔變大，若孔的大小比較大則不能看將孔變大，若孔的大小比較大則不能看到明顯衍射現象，到明顯衍射現象，C